高中化學侯氏制鹼法
先在飽和食鹽水裡通入氨氣,1體積水大約可以溶解700體積的氨氣,而1體積水大約可以溶解1體積二氧化碳,顯然先通入氨氣可以溶解更多的二氧化碳,而先通入二氧化碳只能反應掉一體積的氨氣。
B. 侯氏制鹼法步驟及原理
索爾維制鹼法與侯氏制鹼法(也叫做氨鹼法與聯鹼法)
郭永斌 發表於 2006-8-10 19:15:28
無水碳酸鈉,俗名純鹼、蘇打。它是玻璃、造紙、肥皂、洗滌劑、紡織、製革等工業的重要原料,還常用作硬水的軟化劑,也用於製造鈉的化合物。它的工業製法主要有氨鹼法和聯合制鹼法兩種。
一、氨鹼法(又稱索爾維法)
它是比利時工程師蘇爾維(1838~1922)於1892年發明的純鹼製法。他以食鹽(氯化鈉)、石灰石(經煅燒生成生石灰和二氧化碳)、氨氣為原料來製取純鹼。先使氨氣通入飽和食鹽水中而成氨鹽水,再通入二氧化碳生成溶解度較小的碳酸氫鈉沉澱和氯化銨溶液。其化學反應原理是:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl
將經過濾、洗滌得到的NaHCO3微小晶體,再加熱煅燒製得純鹼產品。2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑放出的二氧化碳氣體可回收循環使用。含有氯化銨的濾液與石灰乳[Ca(OH)2]混合加熱,所放出的氨氣可回收循環使用。CaO+H2O=Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O其工業生產的簡單流程如圖所示。
氨鹼法的優點是:原料(食鹽和石灰石)便宜;產品純鹼的純度高;副產品氨和二氧化碳都可以回收循環使用;製造步驟簡單,適合於大規模生產。但氨鹼法也有許多缺點:首先是兩種原料的成分里都只利用了一半——食鹽成分里的鈉離子(Na+)和石灰石成分里的碳酸根離子(CO32-)結合成了碳酸鈉,可是食鹽的另一成分氯離子(Cl-)和石灰石的另一成分鈣離子(Ca2+)卻結合成了沒有多大用途的氯化鈣(CaCl2),因此如何處理氯化鈣成為一個很大的負擔。氨鹼法的最大缺點還在於原料食鹽的利用率只有72%~74%,其餘的食鹽都隨著氯化鈣溶液作為廢液被拋棄了,這是一個很大的損失。
二、聯合制鹼法(又稱侯氏制鹼法)
它是我國化學工程專家侯德榜(1890~1974)於1943年創立的。是將氨鹼法和合成氨法兩種工藝聯合起來,同時生產純鹼和氯化銨兩種產品的方法。原料是食鹽、氨和二氧化碳——合成氨廠用水煤氣製取氫氣時的廢氣。其化學反應原理是:C+H2O=CO+H2 CO+H2O=CO2+H2
聯合制鹼法包括兩個過程:第一個過程與氨鹼法相同,將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水,再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉澱,經過濾、洗滌得NaHCO3微小晶體,再煅燒製得純鹼產品,其濾液是含有氯化銨和氯化鈉的溶液。第二個過程是從含有氯化銨和氯化鈉的濾液中結晶沉澱出氯化銨晶體。由於氯化銨在常溫下的溶解度比氯化鈉要大,低溫時的溶解度則比氯化鈉小,而且氯化銨在氯化鈉的濃溶液里的溶解度要比在水裡的溶解度小得多。所以在低溫條件下,向濾液中加入細粉狀的氯化鈉,並通入氨氣,可以使氯化銨單獨結晶沉澱析出,經過濾、洗滌和乾燥即得氯化銨產品。此時濾出氯化銨沉澱後所得的濾液,已基本上被氯化鈉飽和,可回收循環使用。其工業生產的簡單流程如圖所示。
聯合制鹼法與氨鹼法比較,其最大的優點是使食鹽的利用率提高到96%以上,應用同量的食鹽比氨鹼法生產更多的純鹼。另外它綜合利用了氨廠的二氧化碳和鹼廠的氯離子,同時,生產出兩種可貴的產品——純鹼和氯化銨。將氨廠的廢氣二氧化碳,轉變為鹼廠的主要原料來製取純鹼,這樣就節省了鹼廠里用於製取二氧化碳的龐大的石灰窯;將鹼廠的無用的成分氯離子(Cl-)來代替價格較高的硫酸固定氨廠里的氨,製取氮肥氯化銨。從而不再生成沒有多大用處,又難於處理的氯化鈣,減少了對環境的污染,並且大大降低了純鹼和氮肥的成本,充分體現了大規模聯合生產的優越性。
C. 化學:侯氏制鹼法方程式
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侯氏制鹼法 (聯合制鹼法) (1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 (2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ (3)2NaHCO3=加熱=Na2CO3+H2O+CO2↑ 即:①NaCl(飽和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓ ②2NaHCO3=加熱=Na2CO3+H2O+CO2↑ 氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨,這是第一步。第二步是:碳酸氫銨與氯化鈉反應生成一分子的氯化銨和碳酸氫鈉沉澱,碳酸氫鈉之所以沉澱是因為他的溶解度很小。 根據 NH4Cl 在常溫時的溶解度比 NaCl 大,而在低溫下卻比 NaCl 溶解度小的原理,在 278K ~ 283K(5 ℃~ 10 ℃ ) 時,向母液中加入食鹽細粉,而使 NH4Cl 單獨結晶析出供做氮肥。 此法優點:保留了氨鹼法的優點,消除了它的缺點,使食鹽的利用率提高到 96 %; NH4Cl 可做氮肥;可與合成氨廠聯合,使合成氨的原料氣 CO 轉化成 CO2 ,革除了 CaCO3 制 CO2 這一工序。 碳酸鈉用途非常廣泛。雖然人們曾先後從鹽鹼地和鹽湖中獲得碳酸鈉,但仍不能滿足工業生產的需要。 1862年,比利時人索爾維(Ernest Solvay 1838—1922)發明了以食鹽、氨、二氧化碳為原料製取碳酸鈉的「索爾維制鹼法」(又稱氨鹼法)。此後,英、法、德、美等國相繼建立了大規模生產純鹼的工廠,並組織了索爾維公會,對會員以外的國家實行技術封鎖。 第一次世界大戰期間,歐亞交通梗塞。由於我國所需純鹼都是從英國進口的,一時間,純鹼非常缺乏,一些以純鹼為原料的民族工業難以生存。1917年,愛國實業家范旭東在天津塘沽創辦了永利鹼業公司,決心打破洋人的壟斷,生產出中國的純鹼。他聘請正在美國留學的侯德榜先生出任總工程師。 1920年,侯德榜先生毅然回國任職。他全身心地投入制鹼工藝和設備的改進上,終於摸索出了索爾維法的各項生產技術。1924年8月,塘沽鹼廠正式投產。1926年,中國生產的「紅三角」牌純鹼在美國費城的萬國博覽會上獲得金質獎章。產品不但暢銷國內,而且遠銷日本和東南亞。 針對索爾維法生產純鹼時食鹽利用率低,制鹼成本高,廢液、廢渣污染環境和難以處理等不足,侯德榜先生經過上千次試驗,在1943年研究成功了聯合制鹼法。這種方法把合成氨和純鹼兩種產品聯合生產,提高了食鹽利用率,縮短了生產流程,減少了對環境的污染,降低了純鹼的成本。聯合制鹼法很快為世界所採用。 侯氏制鹼法的原理是依據離子反應發生的原理進行的,離子反應會向著離子濃度減小的方向進行。也就是很多初中高中教材所說的復分解反應應有沉澱,氣體和難電離的物質生成。他要制純鹼(Na2CO3),就利用NaHCO3在溶液中溶液中溶解度較小,所以先製得NaHCO3。再利用碳酸氫鈉不穩定性分解得到純鹼。要製得碳酸氫鈉就要有大量鈉離子和碳酸氫根離子,所以就在飽和食鹽水中通入氨氣,形成飽和氨鹽水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的鈉離子,銨根離子,氯離子和碳酸氫根離子,這其中NaHCO3溶解度最小,所以析出,其餘產品處理後可作肥料或循環使用。
D. 侯氏制鹼法方程式
侯氏制鹼法總反應方程式:
(4)高中化學侯氏制鹼法擴展閱讀:
侯氏制鹼法的優點:
保留了氨鹼法的優點,消除了它的缺點,使食鹽的利用率提高到 96 %; NH4Cl 可做氮肥(氮肥不可與鹼性物質混用,但可用草木灰檢驗其純度);可與合成氨廠聯合,使合成氨的原料氣 CO 轉化成 CO2,革除了CaCO3制 CO2這一工序,減少可能造成的環境污染。
制鹼法:
1、制鹼法是以食鹽、氨、二氧化碳作為原料,利用這些原料之間在一定條件下發生的化學反應生成純鹼的辦法,其中最有代表性的有氨鹼法和聯合制鹼法。
2、氨鹼法,又稱索爾維制鹼法,是由於1862年比利時人索爾維(Ernest Solvay,1832-1922)以食鹽、氨、二氧化碳為原料,成功製得碳酸鈉而命名。
3、聯合制鹼法,又稱侯氏制鹼法,是侯德榜先生在氨鹼法的基礎上,通過不斷的試驗改良,依據離子反應發生的原理製造碳酸鈉的技術,因為是侯德榜先生首先發現的,故以侯氏制鹼法命名。
E. 侯氏制鹼法是什麼
索爾維制鹼法與侯氏制鹼法(也叫做氨鹼法與聯鹼法)
無水碳酸鈉,俗名純鹼、蘇打。它是玻璃、造紙、肥皂、洗滌劑、紡織、製革等工業的重要原料,還常用作硬水的軟化劑,也用於製造鈉的化合物。它的工業製法主要有氨鹼法和聯合制鹼法兩種。
一、氨鹼法(又稱索爾維法)
它是比利時工程師蘇爾維(1838~1922)於1892年發明的純鹼製法。他以食鹽(氯化鈉)、石灰石(經煅燒生成生石灰和二氧化碳)、氨氣為原料來製取純鹼。先使氨氣通入飽和食鹽水中而成氨鹽水,再通入二氧化碳生成溶解度較小的碳酸氫鈉沉澱和氯化銨溶液。其化學反應原理是:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl
將經過濾、洗滌得到的NaHCO3微小晶體,再加熱煅燒製得純鹼產品。2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑放出的二氧化碳氣體可回收循環使用。含有氯化銨的濾液與石灰乳[Ca(OH)2]混合加熱,所放出的氨氣可回收循環使用。CaO+H2O=Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O其工業生產的簡單流程如圖所示。
氨鹼法的優點是:原料(食鹽和石灰石)便宜;產品純鹼的純度高;副產品氨和二氧化碳都可以回收循環使用;製造步驟簡單,適合於大規模生產。但氨鹼法也有許多缺點:首先是兩種原料的成分里都只利用了一半——食鹽成分里的鈉離子(Na+)和石灰石成分里的碳酸根離子(CO32-)結合成了碳酸鈉,可是食鹽的另一成分氯離子(Cl-)和石灰石的另一成分鈣離子(Ca2+)卻結合成了沒有多大用途的氯化鈣(CaCl2),因此如何處理氯化鈣成為一個很大的負擔。氨鹼法的最大缺點還在於原料食鹽的利用率只有72%~74%,其餘的食鹽都隨著氯化鈣溶液作為廢液被拋棄了,這是一個很大的損失。
二、聯合制鹼法(又稱侯氏制鹼法)
它是我國化學工程專家侯德榜(1890~1974)於1943年創立的。是將氨鹼法和合成氨法兩種工藝聯合起來,同時生產純鹼和氯化銨兩種產品的方法。原料是食鹽、氨和二氧化碳——合成氨廠用水煤氣製取氫氣時的廢氣。其化學反應原理是:C+H2O=CO+H2 CO+H2O=CO2+H2
聯合制鹼法包括兩個過程:第一個過程與氨鹼法相同,將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水,再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉澱,經過濾、洗滌得NaHCO3微小晶體,再煅燒製得純鹼產品,其濾液是含有氯化銨和氯化鈉的溶液。第二個過程是從含有氯化銨和氯化鈉的濾液中結晶沉澱出氯化銨晶體。由於氯化銨在常溫下的溶解度比氯化鈉要大,低溫時的溶解度則比氯化鈉小,而且氯化銨在氯化鈉的濃溶液里的溶解度要比在水裡的溶解度小得多。所以在低溫條件下,向濾液中加入細粉狀的氯化鈉,並通入氨氣,可以使氯化銨單獨結晶沉澱析出,經過濾、洗滌和乾燥即得氯化銨產品。此時濾出氯化銨沉澱後所得的濾液,已基本上被氯化鈉飽和,可回收循環使用。其工業生產的簡單流程如圖所示。
聯合制鹼法與氨鹼法比較,其最大的優點是使食鹽的利用率提高到96%以上,應用同量的食鹽比氨鹼法生產更多的純鹼。另外它綜合利用了氨廠的二氧化碳和鹼廠的氯離子,同時,生產出兩種可貴的產品——純鹼和氯化銨。將氨廠的廢氣二氧化碳,轉變為鹼廠的主要原料來製取純鹼,這樣就節省了鹼廠里用於製取二氧化碳的龐大的石灰窯;將鹼廠的無用的成分氯離子(Cl-)來代替價格較高的硫酸固定氨廠里的氨,製取氮肥氯化銨。從而不再生成沒有多大用處,又難於處理的氯化鈣,減少了對環境的污染,並且大大降低了純鹼和氮肥的成本,充分體現了大規模聯合生產的優越性。
F. 侯氏制鹼法化學方程式
化學方程式:
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3=NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3=△=Na2CO3+H2O+CO2↑
侯氏制鹼法又稱聯合制鹼法,是我國化學工程專家侯德榜於1943年創立的。是將氨鹼法和合成氨法兩種工藝聯合起來,同時生產純鹼和氯化銨兩種產品的方法。原料是食鹽水、氨氣和二氧化碳-合成氨廠用水煤氣製取氫氣時的廢氣。
此方法提高了食鹽利用率,縮短了生產流程,減少了對環境的污染,降低了純鹼的成本,克服了氨鹼法的不足,曾在全球享有盛譽,得到普遍採用。變換氣制鹼的聯鹼工藝,是我國獨創,具有顯著的節能效果。
(6)高中化學侯氏制鹼法擴展閱讀:
侯氏制鹼法的原理:
侯氏制鹼法原理,是依據離子反應發生的原理進行的,離子反應會向著離子濃度減小的方向進行。也就是很多初中高中教材所說的復分解反應應有沉澱,氣體和難電離的物質生成。要制純鹼,先製得溶解度較小的NaHCO3。再利用碳酸氫鈉不穩定性分解得到純鹼。
要製得碳酸氫鈉就要有大量鈉離子和碳酸氫根離子,所以就在飽和食鹽水中通入氨氣,形成飽和氨鹽水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的鈉離子,銨根離子,氯離子和碳酸氫根離子,這其中NaHCO3溶解度最小,所以析出,其餘產品處理後可作肥料或循環使用。
G. 侯氏制鹼法法的化學方程式
侯氏制鹼法總反應方程式:
發明原理:
氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨,這是第一步。第二步是:碳酸氫銨與氯化鈉反應生成一分子的氯化銨和碳酸氫鈉沉澱。
根據氯化銨在常溫時的溶解度比 NaCl 大,而在低溫下卻比 NaCl 溶解度小的原理,在 278K ~ 283K(5 ℃~ 10 ℃ ) 時,向母液中加入食鹽細粉,而使氯化銨單獨結晶析出供做氮肥。
H. 高中化學,侯式制鹼法 反應過程的原料和方程式
侯氏制鹼法
(聯合制鹼法)
(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
(3)2NaHCO3=加熱=Na2CO3+H2O+CO2↑
即:①NaCl(飽和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
②2NaHCO3=加熱=Na2CO3+H2O+CO2↑
氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨,這是第一步。第二步是:碳酸氫銨與氯化鈉反應生成一分子的氯化銨和碳酸氫鈉沉澱,碳酸氫鈉之所以沉澱是因為他的溶解度較小。
根據 NH4Cl 在常溫時的溶解度比 NaCl 大,而在低溫下卻比 NaCl 溶解度小的原理,在 278K ~ 283K(5 ℃~ 10 ℃ ) 時,向母液中加入食鹽細粉,而使 NH4Cl 單獨結晶析出供做氮肥。
此法優點:保留了氨鹼法的優點,消除了它的缺點,使食鹽的利用率提高到 96 %; NH4Cl 可做氮肥;可與合成氨廠聯合,使合成氨的原料氣 CO 轉化成 CO2 ,革除了 CaCO3 制 CO2 這一工序。
碳酸鈉用途非常廣泛。雖然人們曾先後從鹽鹼地和鹽湖中獲得碳酸鈉,但仍不能滿足工業生產的需要。
1862年,比利時人索爾維(Ernest Solvay 1838—1922)發明了以食鹽、氨、二氧化碳為原料製取碳酸鈉的「索爾維制鹼法」(又稱氨鹼法)。此後,英、法、德、美等國相繼建立了大規模生產純鹼的工廠,並組織了索爾維公會,對會員以外的國家實行技術封鎖。
第一次世界大戰期間,歐亞交通梗塞。由於我國所需純鹼都是從英國進口的,一時間,純鹼非常缺乏,一些以純鹼為原料的民族工業難以生存。1917年,愛國實業家范旭東在天津塘沽創辦了永利鹼業公司,決心打破洋人的壟斷,生產出中國的純鹼。他聘請正在美國留學的侯德榜先生出任總工程師。
1920年,侯德榜先生毅然回國任職。他全身心地投入制鹼工藝和設備的改進上,終於摸索出了索爾維法的各項生產技術。1924年8月,塘沽鹼廠正式投產。1926年,中國生產的「紅三角」牌純鹼在美國費城的萬國博覽會上獲得金質獎章。產品不但暢銷國內,而且遠銷日本和東南亞。
針對索爾維法生產純鹼時食鹽利用率低,制鹼成本高,廢液、廢渣污染環境和難以處理等不足,侯德榜先生經過上千次試驗,在1943年研究成功了聯合制鹼法。這種方法把合成氨和純鹼兩種產品聯合生產,提高了食鹽利用率,縮短了生產流程,減少了對環境的污染,降低了純鹼的成本。聯合制鹼法很快為世界所採用。
侯氏制鹼法的原理是依據離子反應發生的原理進行的,離子反應會向著離子濃度減小的方向進行。也就是很多初中高中教材所說的復分解反應應有沉澱,氣體和難電離的物質生成。他要制純鹼(Na2CO3),就利用NaHCO3在溶液中溶液中溶解度較小,所以先製得NaHCO3。再利用碳酸氫鈉不穩定性分解得到純鹼。要製得碳酸氫鈉就要有大量鈉離子和碳酸氫根離子,所以就在飽和食鹽水中通入氨氣,形成飽和氨鹽水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的鈉離子,銨根離子,氯離子和碳酸氫根離子,這其中NaHCO3溶解度最小,所以析出,其餘產品處理後可作肥料或循環使用。
I. 高中化學侯氏制鹼法的原理問題
氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨,這是第一步。第二步是:碳酸氫銨與氯化鈉反應生成一分子的氯化銨和碳酸氫鈉沉澱,碳酸氫鈉之所以沉澱是因為它的溶解度較小。
根據
NH4Cl
在常溫時的溶解度比
NaCl
大,而在低溫下卻比
NaCl
溶解度小的原理,在
278K
~
283K(5
℃~
10
℃
)
時,向母液中加入食鹽細粉,而使
NH4Cl
單獨結晶析出供做氮肥。
J. 高中化學,侯氏制鹼法的不懂之處
有圖可知這是循環式制鹼法,但萬變不離其宗,抓住兩個方程式.吸氨即在溶液中加入氨氣,先加氨氣可以提高二氧化碳在水中的溶解度,氨氣與氯化鈉生成氯化銨,氨氣.二氧化碳.氯化鈉生成碳酸氫鈉煅燒後為純鹼,至於換熱等等的詞知道大致意思即可,不必深究,也不影響答題